关于sizeof的笔试面试题详解

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注意：sizeof是编译期计算出结果的，这一点对后面的理解很重要

一、关于结构体

先看下代码

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
using namespace std;
typedef struct  
{
	char a:3;
	char b:3;
	char c:3;
	char d:3;
	char e:3;
}test1;
typedef struct  
{
	char a:3;
	char b:4;
	char c:5;
	char d:6;
	char e:7;
}test2;
typedef struct  
{
	char a:1;
	char b:2;
	char c:3;
	char d:4;
	char e:5;
}test3;
typedef struct{
	int a;
	char b;
	char d;
	long c;
}test4;
typedef struct{
	int a;
	char b;
	long c;
	char d;
}test5;


int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	cout<<sizeof(test1)<<endl;
	cout<<sizeof(test2)<<endl;
	cout<<sizeof(test3)<<endl;
	cout<<sizeof(test4)<<endl;
	cout<<sizeof(test5)<<endl;
	return 0;
}

然后贴上运行结果

解释下为什么

1、对于test1，结果是3Byte。有些同学好奇，3bit*5 = 15bit，不是应该占用2Byte吗？可是计算机没你大脑智能，它管理bit的方式是8bit一组，所以对于一组8bit，只能放下两个3bit，另外2bit没用。所以，对于test1来说，三个Byte是这么分配的。1Byte(3bit,3bit,2bit填充)2Byte(3bit,3bit,2bit填充)3Byte(3bit,5bit填充)

2、对于test2结果是4Byte.有了test1的解释，这里不难理解了吧。我再解释下内存分配。1Byte(3bit,4bit,1bit填充)2Byte(5bit,3bit填充)3Byte(6bit,2bit填充)4Byte(7bit,1bit填充)

3、test3结果是3Byte。和上述两个类似

4、test4的结果是12。为什么不是4+1+1+4呢？（我这里long是4Byte），因为C++对于Byte的管理仍然要内存对齐，我这里的内存对其是4Byte。所以，内存占用是这样的4Byte（Int）4Byte(char,char,2Byte填充)4Byte（long）

5、有些同学会好奇，为什么两个结构体声明换了个顺序，差了4Byte。同样是因为内存对齐

二、字符串与char*和char数组

// testforyou.cpp : Defines the entry point for the console application.
//

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;


int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	string s = "hellohwc";
	char * s1 = "hellohwc";
	char s2[] = "hellohwc";
	char s3[100];
	char* s4=(char*)malloc(100);
	void *s5=(void*)malloc(100);
	cout<<sizeof(s)<<endl;
	cout<<sizeof(s1)<<endl;
	cout<<sizeof(s2)<<endl;
	cout<<sizeof(s3)<<endl;
	cout<<sizeof(s4)<<endl;
	cout<<sizeof(s5)<<endl;
	return 0;
}

运行结果

解释下

对于String类型。每个编译器给分配内存的空间都是一定的，我这里是32Byte。所以，不管字符串长度多长，内存分配都是32。当然也有4,16等情况，因编译期不同而不同。

1、char * s1,s1本身是个指针，所以长度是4个字节，跟后面指向什么没关系。

2、s2是数组保存了一个字符串。由于字符串最后一个隐藏的结束符。所以，长度为8+1 = 9

3、s3是数组，在编译期分配了100*1 = 100Byte,所以结果是100

4、s4和s5都是指针，长度4Byte。

三、类

先看代码

// testforyou.cpp : Defines the entry point for the console application.
//

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class emptyClass1{
public:
	emptyClass1(){}
	~emptyClass1(){}
};
class emptyClass2{
public:
	emptyClass2(){}
	virtual ~emptyClass2(){}
};
class hwcBase{
public:
	hwcBase(){}
	virtual  ~hwcBase(){}
private:
	int base;
};

class hwcSubFirst:hwcBase{
public:
	hwcSubFirst():hwcBase(){}
	~hwcSubFirst(){}
private:
	int sub;
};

class hwcSubSecond:hwcBase{
public:
	hwcSubSecond():hwcBase(){}
	~hwcSubSecond(){}
private:
	int sub;
	char sub2;
};

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	cout<<sizeof(emptyClass1)<<endl;
	cout<<sizeof(emptyClass2)<<endl;
	cout<<sizeof(hwcBase)<<endl;
	cout<<sizeof(hwcSubFirst)<<endl;
	cout<<sizeof(hwcSubSecond)<<endl;
	return 0;
}

运行结果

解释下：

1、对于一个空的类，在内存中要存在一个标示来区分，所以即使是空的，也要分配一个字节

2、同样是empty的类，但是有一个虚的析构函数，所以，保存了一个指针(vptr)指向虚表。一个指针4Byte

3、hwcBase类，有一个Int占用4Byte，一个指针(vptr)，所以共占用8Byte

3、hwcSubFirst，继承来一个Int,本身有一个Int，加上一个vptr指针，共12字节

4、hwcSubSecond，和hwcSubFirst类似，但是多了一个char,考虑到内存对其，12+4 = 16字节